JP2010170859A - ランプユニットおよびプロジェクター - Google Patents

Abstract

【課題】発光管の近傍の空気を流動させ、十分な発光管の冷却を可能とするランプユニットを提供すること。
【解決手段】ランプユニット２は、光を射出する発光部１５を備える発光管１１と、発光管の周囲を囲むように設けられ、発光部から射出した光を反射させて第１の方向へ進行させるとともに、第１の方向側に第１開口１２ａが、第１の方向と略直交する第２の方向側に第２開口１２ｂが形成された主反射鏡１２と、第１開口および第２開口の少なくとも一方を塞ぐカバー部１８と、を有し、カバー部には、空気を通過させる通過口２０が形成され、通過口を通過する空気が、発光部の近傍と通過口との間を案内されることで、発光部の近傍の空気が流動されることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、ランプユニットおよびプロジェクター、特に、リフレクターを有する光源装置の技術に関する。

プロジェクターの光源として発光管を使用したものがある。発光管は、供給された電気エネルギーの多くが熱となり高温となる。発光管が非常に高温となると、発光管を構成する透明部材が熱により結晶化し、白濁する場合がある。この白濁等を防ぐために、発光管の冷却を行う場合がある。例えば、発光管の周囲を囲むリフレクター（反射鏡）の外側から空気を吹き付けることで、発光管を冷却する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−９０８７５号公報

しかしながら、リフレクターの外側から空気を吹き付けても、吹き付けの対象である発光管との距離が離れているために、発光管の近傍の空気があまり流動せず、発光管を十分に冷却することができない場合がある。発光管の冷却が不十分となると、発光管が白濁してしまい、光量が低下等してしまうという問題が生じる。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、発光管の近傍の空気を流動させ、十分な発光管の冷却を可能とするランプユニット、およびそのランプユニットを有するプロジェクターを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るランプユニットは、光を射出する発光部を備える発光管と、発光管の周囲を囲むように設けられ、発光部から射出した光を反射させて第１の方向へ進行させるとともに、第１の方向側に第１開口が形成され、第１の方向と略直交する第２の方向側に第２開口が形成された主反射鏡と、第１開口および第２開口の少なくとも一方を塞ぐカバー部と、を有し、カバー部には、空気を通過させる通過口が形成され、通過口を通過する空気が、発光部の近傍と通過口との間を案内されることで、発光部の近傍の空気が流動されることを特徴とする。

通過口を通過する空気が、発光部の近傍と通過口との間を案内されることで、発光部の近傍の空気が流動されるので、発光管を十分に冷却させることができる。これにより、十分な発光管の冷却を可能とするランプユニットを得ることができる。また、第１開口および第２開口の少なくとも一方を塞ぐカバー部によって、発光管の防爆構造を得ることができる。

また、本発明の好ましい態様としては、発光部の周囲の一部を第２の方向側から覆い、発光部から射出した光を発光部へ向けて反射させる副反射鏡をさらに有することが望ましい。これにより、効率良く光を射出可能なランプユニットを得られる。

また、本発明の好ましい態様としては、主反射鏡は、中心軸を中心として所定の曲線を回転させることにより得られる回転曲面を、第２の方向と略垂直な平面で切断することにより得られる曲面と略同じ形状をなし、平面による曲面の切断位置は、中心軸を含む位置、または、中心軸よりも第２の方向側となる位置であり、切断による切断面が第２開口となることが望ましい。これにより、薄型で、効率良く光を射出可能なランプユニットを得られる。

また、本発明の好ましい態様としては、カバー部には、発光部の近傍と通過口との間で空気を案内するユニット側風路が形成され、ユニット側風路には、発光部の近傍で空気の噴出または吸込を行う空気出入口が形成されていることが望ましい。ユニット側風路によって発光部の近傍と通過口との間で空気を案内し、空気出入口によって発光部の近傍で空気の噴出または吸込を行うので、発光部近傍の空気を確実に流動させることができる。これにより、十分な発光管の冷却を可能とするランプユニットを得ることができる。

また、本発明の好ましい態様としては、空気出入口は、第２の方向と直交する向きに形成されていることが望ましい。一般的に、副反射鏡は発光部の下側または上側を覆うように設けられることが多い。この場合、第２の方向は下側方向、または上側方向となる。空気出入口は、第２の方向と直交する向きに形成されているので、横方向を向く。したがって、発光管が破裂してランプユニットを交換する際に、空気出入口が上側方向を向いて形成されている場合等に比べて、発光管の破片がユニット側風路に入りにくくすることができる。

また、本発明の好ましい態様としては、通過口は、第１通過口と第２通過口とを有して構成され、ユニット側風路は、発光部の近傍と第１通過口との間で空気を案内する第１ユニット側風路と、発光部の近傍と第２通過口との間で空気を案内する第２ユニット側風路とを有して構成され、第１ユニット側風路に形成された空気出入口と第２ユニット側風路に形成された空気出入口とは、発光部を挟んで対向し、第１ユニット側風路に形成された空気出入口から空気が噴出され、第２ユニット側風路に形成された空気出入口から空気が吸込まれることが望ましい。

発光部を挟んで対向する空気出入口の一方から空気が噴出され、他方から空気が吸い込まれるので、発光部の周囲の空気を速く流動させることができる。発光部の周囲で空気を速く流動させることで、発光管の冷却効率を高めることができる。

また、本発明の好ましい態様としては、通過口は、第１通過口と第２通過口とを有して構成され、ユニット側風路は、発光部の近傍と第１通過口との間で空気を案内する第１ユニット側風路と、発光部の近傍と第２通過口との間で空気を案内する第２ユニット側風路とを有して構成され、第１ユニット側風路に形成された空気出入口と第２ユニット側風路に形成された空気出入口とは、発光部を挟んで対向し、第１ユニット側風路および第２ユニット側風路に形成された空気出入口から空気が噴出されることが望ましい。

発光部を挟んで対向する空気出入口の両方から空気が噴出されるので、噴出された空気の衝突により発光部の周囲で乱流が発生する。発光部の周囲に乱流を発生させることで、発光部の周囲の境界層を壊して、発光管の冷却効率を高めることができる。

また、本発明の好ましい態様としては、ランプユニットは、プロジェクターに着脱可能とされ、通過口には、プロジェクター側に設けられて発光部の近傍と通過口との間で空気を案内する案内風路が貫通可能であり、案内風路の貫通方向と、ランプユニットの着脱方向とが略一致することが望ましい。案内風路の貫通方向と、ランプユニットの着脱方向とが略一致するので、案内風路に邪魔されずにランプユニットの着脱を円滑に行うことができる。また、通過口に案内風路を貫通させるだけで、容易にランプユニットの位置決めを行うことができる。

さらに、本発明に係るプロジェクターは、光を射出する発光部を備える発光管と、発光管の周囲を囲むように設けられ、発光部から射出した光を反射させて第１の方向へ進行させるとともに、第１の方向側に第１開口が形成され、第１の方向と略直交する第２の方向側に第２開口が形成された主反射鏡と、発光部の周囲の一部を第２の方向側から覆い、発光部から射出した光を発光部へ向けて反射させる副反射鏡と、空気を通過させる通過口が形成されて第１開口および第２開口の少なくとも一方を塞ぐカバー部と、を備えるランプユニットと、ランプユニットから射出した光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、カバー部を介した主反射鏡の反対側に配設されて内部に空気を通過可能とされた装置側風路と、発光部の近傍と通過口との間で空気を案内し、発光部の近傍で空気の噴出または吸込を行う空気出入口が形成された案内風路と、を有することを特徴とする。

案内風路によって発光部の近傍と通過口との間で空気を案内し、空気出入口によって発光部の近傍で空気の噴出または吸込を行うので、発光部近傍の空気を確実に流動させることができる。これにより、十分な発光管の冷却を可能とするプロジェクターを得ることができる。なお、案内風路はランプユニットが備えていてもよいし、プロジェクターの本体が備えていてもよい。また、第１開口および第２開口の少なくとも一方を塞ぐカバー部によって、発光管の防爆構造を得ることができる。

また、本発明の好ましい態様としては、通過口は、第１通過口と第２通過口とを有して構成され、案内風路は、発光部の近傍と第１通過口との間で空気を案内する第１案内風路と、発光部の近傍と第２通過口との間で空気を案内する第２案内風路とを有して構成され、第１案内風路に形成された空気出入口と第２案内風路に形成された空気出入口とは、発光部を挟んで対向し、第１案内風路に形成された空気出入口から空気が噴出され、第２案内風路に形成された空気出入口から空気が吸込まれることが望ましい。

発光部を挟んで対向する空気出入口の一方から空気が噴出され、他方から空気が吸い込まれるので、発光部の周囲の空気を速く流動させることができる。発光部の周囲で空気を速く流動させることで、発光管の冷却効率を高めることができる。

また、本発明の好ましい態様としては、通過口は、第１通過口と第２通過口とを有して構成され、案内風路は、発光部の近傍と第１通過口との間で空気を案内する第１案内風路と、発光部の近傍と第２通過口との間で空気を案内する第２案内風路とを有して構成され、第１案内風路に形成された空気出入口と第２案内風路に形成された空気出入口とは、発光部を挟んで対向し、第１案内風路および第２案内風路に形成された空気出入口から空気が噴出されることが望ましい。

発光部を挟んで対向する空気出入口の両方から空気が噴出されるので、噴出された空気の衝突により発光部の周囲で乱流が発生する。発光部の周囲に乱流を発生させることで、発光部の周囲で境界層を壊して、発光管の冷却効率を高めることができる。

さらに、本発明に係るプロジェクターは、光を射出する発光部を備える発光管と、発光管の周囲を囲むように設けられ、発光部から射出した光を反射させて第１の方向へ進行させるとともに、第１の方向側に第１開口が形成され、第１の方向と略直交する第２の方向側に第２開口が形成された主反射鏡と、発光部の周囲の一部を第２の方向側から覆い、発光部から射出した光を発光部へ向けて反射させる副反射鏡と、空気を通過させる通過口が形成されて第１開口および第２開口の少なくとも一方を塞ぐカバー部と、を備えるランプユニットの発光部から射出される光を用いて画像を表示させるプロジェクターであって、ランプユニットから射出した光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、カバー部を介した主反射鏡の反対側に配設されて内部に空気を通過可能とされた装置側風路と、装置側風路に形成され、主反射鏡とカバー部とに囲まれた内部空間と装置側風路との間の通過口を介した空気の通過を可能とする連通口と、を有し、連通口を通過する空気が、発光部の近傍と通過口との間を案内されることで、発光部の近傍の空気が流動されることを特徴とする。

連通口を通過する空気が、発光部の近傍と通過口との間を案内されることで、発光部の近傍の空気が流動されるので、発光部を十分に冷却させることができる。これにより、ランプユニットが備える発光管の十分な冷却をすることができるプロジェクターを得ることができる。

また、本発明の好ましい態様としては、連通口に形成されて通過口を貫通し、発光部の近傍と通過口との間で空気を案内する案内風路をさらに有し、案内風路には、発光部の近傍で空気の噴出または吸込を行う空気出入口が形成されていることが望ましい。案内風路によって発光部の近傍と通過口との間で空気を案内し、空気出入口によって発光部の近傍で空気の噴出または吸込を行うので、発光部近傍の空気を確実に流動させることができる。これにより、十分な発光管の冷却を可能とするプロジェクターを得ることができる。

また、本発明の好ましい態様としては、通過口は、第１通過口と第２通過口とを有して構成され、連通口は、第１連通口と第２連通口とを有して構成され、案内風路は、第１連通口に形成されて発光部の近傍と第１通過口との間で空気を案内する第１案内風路と、第２連通口に形成されて発光部の近傍と第２通過口との間で空気を案内する第２案内風路とを有して構成され、第１案内風路に形成された空気出入口と第２案内風路に形成された空気出入口とは、発光部を挟んで対向し、第１案内風路に形成された空気出入口から空気が噴出され、第２案内風路に形成された空気出入口から空気が吸込まれることが望ましい。

発光部を挟んで対向する空気出入口の一方から空気が噴出され、他方から空気が吸い込まれるので、発光部の周囲の空気を速く流動させることができる。発光部の周囲で空気を速く流動させることで、発光管の冷却効率を高めることができる。

また、本発明の好ましい態様としては、通過口は、第１通過口と第２通過口とを有して構成され、連通口は、第１連通口と第２連通口とを有して構成され、案内風路は、第１連通口に形成されて発光部の近傍と第１通過口との間で空気を案内する第１案内風路と、第２連通口に形成されて発光部の近傍と第２通過口との間で空気を案内する第２案内風路とを有して構成され、第１案内風路に形成された空気出入口と第２案内風路に形成された空気出入口とは、発光部を挟んで対向し、第１案内風路および第２案内風路に形成された空気出入口から空気が噴出されることが望ましい。

発光部を挟んで対向する空気出入口の両方から空気が噴出されるので、噴出された空気の衝突により発光部の周囲で乱流が発生する。発光部の周囲に乱流を発生させることで、発光部の周囲で境界層を壊して、発光管の冷却効率を高めることができる。

以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例１に係るプロジェクター１の概略構成を示す。プロジェクター１は、不図示のスクリーンへ光を投写し、スクリーンで反射する光を観察することで画像を鑑賞するフロント投写型のプロジェクターである。プロジェクター１は、ランプユニット２、装置側風路４、送風ファン６、光学エンジン８を有して大略構成される。なお、本願の実施例の説明において、ランプユニット２から光学エンジン８に向かう軸をＺ軸とする。Ｚ軸と直交し互いに垂直に交わる軸をＸ軸及びＹ軸とする。また、各軸の矢印方向を正の方向とし、その逆方向を負の方向とする。ランプユニット２は、発光管１１、主反射鏡１２、副反射鏡１３、透過カバー（カバー部）１４、下面カバー（カバー部）１８、を有して構成される。ランプユニット２は、赤色（Ｒ）光、緑色（Ｇ）光、青色（Ｂ）光を含む光を射出する。ランプユニット２は、プロジェクター１の取付部１ａに着脱可能に取り付けられる。なお、その着脱方向は矢印Ｐに示す方向となる。

図２は、本発明の実施例１に係るランプユニット２の概略構成を示す外観斜視図である。図２は、透過カバー１４を取り除いた状態でランプユニット２を示す。図３は、ランプユニット２の分解斜視図である。図３には、装置側風路４も示す。

発光管１１は、例えば、超高圧水銀ランプである。発光管１１の内部は、例えば石英部材を用いて封止されている。発光部１５は、発光管１１のうち第１封止部１６及び第２封止部１７に挟まれた球状部分であって、光を射出する。発光部１５の内部には、一対の電極が配置される放電空間が形成されている。第１封止部１６は、発光管１１のうち、発光部１５に対してＺ軸に沿った正の方向側（第１の方向側、以下、前側という。）に設けられた円筒形状の部分である。第２封止部１７は、発光管１１のうち、発光部１５に対してＺ軸に沿った負の方向側（以下、後側という。）に設けられた円筒形状の部分である。

主反射鏡１２は、発光部１５から射出した光を反射させ、前側へ進行させる。主反射鏡１２は、中心軸ＡＸを中心として楕円を回転させることにより得られる回転楕円面を、中心軸ＡＸを含む平面で切断することにより得られる曲面と略同じ形状をなしている。主反射鏡１２の前側は、第１開口１２ａとなる。主反射鏡１２の、Ｙ軸に沿った負の方向側（第２の方向側、以下、下側という。）は、平面に切断された切断面が第２開口１２ｂとなる。第１開口１２ａが形成されることで、発光部１５から射出した光は主反射鏡１２に遮られずに前側に向かう。

発光管１１は、中心軸ＡＸ上に配置されている。主反射鏡１２は、所望の形状に成形された基材の表面に高反射性部材、例えば誘電体多層膜や金属部材を蒸着させることにより構成されている。高反射性部材は、可視領域の波長の光について高い反射率である部材を用いる。回転楕円面を切断した形状の主反射鏡１２を用いることにより、回転楕円面が切断されていない一般的な反射鏡を用いたものよりも、薄型なランプユニット２とすることができる。なお、主反射鏡１２は、回転楕円面を切断することにより得られる曲面と略同じ形状に限られない。例えば、放物線などの所定の曲線を回転させることにより得られる回転曲面を切断することにより得られる曲面と略同じ形状や、自由曲面形状などとしても良い。また、回転楕円面等の回転面を切断する平面の位置は、中心軸ＡＸを含む位置でもよいし、中心軸ＡＸよりも下側となる位置であってもよい。

副反射鏡１３は、発光部１５から射出した光を発光部１５へ向けて反射させる。副反射鏡１３は、発光部１５の周囲の一部を下側から覆う。副反射鏡１３と発光部１５との間には、隙間が設けられている。副反射鏡１３は、所望の形状に成形された基材の表面に高反射性部材、例えば誘電体多層膜や金属部材を蒸着させることにより構成されている。高反射性部材は、可視領域の波長の光について高い反射率である部材を用いる。主反射鏡１２と副反射鏡１３とを設けることにより、発光部１５から射出した光を光学エンジン８へ効率良く進行させることが可能となる。

透過カバー１４は、第１開口１２ａを塞ぐ。透過カバー１４は、透光性の材料で形成され、発光部１５から射出した光や主反射鏡１２で反射された光を透過させる。下面カバー１８は、第２開口１２ｂを塞ぐ。このように、第１開口１２ａを透過カバー１４で塞ぎ、第２開口１２ｂを下面カバー１８で塞ぐことで、透過カバー１４と下面カバー１８とが協働して、防爆カバーとして機能する。発光管１１が何らかの理由により破裂した場合でも、透過カバー１４と下面カバー１８とが防爆カバーとして機能することで、破片の飛散を低減することができる。なお、下面カバー１８には、モールドやセラミックス等の耐熱性の材料を用いる。

図４は、ランプユニット２および装置側風路４を前側から観た正面断面図である。下面カバー１８には、空気を通過させる通過口２０が形成されている。通過口２０からはランプユニット内部に向けて延びるようにユニット側風路（案内風路）２１が形成されている。ユニット側風路２１には、空気の出入りが可能なユニット側空気出入口（空気出入口）２１ａが形成されている。ユニット側空気出入口２１ａは、発光管１１の発光部１５の近傍に、Ｘ軸に沿った負の方向を向き（第１の方向および第２の方向と直交する向き）に形成されている。ユニット側空気出入口２１ａがＸ軸に沿った負の方向を向き、つまり、横向きに形成されているため、発光管１１が破裂した場合に、破片がランプユニット２外に落下しにくい。また、ランプユニット２を交換する際にも破片がランプユニット２外に落下しにくい。したがって、ユニット側風路２１にユニット側空気出入口２１ａを形成しても、防爆機能が低下しにくい。また、ランプユニット２を取付部１ａから取り外した場合に、発光管１１の破片がプロジェクター１内へ落下しにくくなるので、ランプユニット２の交換が容易になり、メンテナンス性が向上する。

装置側風路４は、プロジェクター１内に設設され、内部に空気を通過可能とされている。装置側風路４は、送風ファン６によって送り込まれた空気を案内する。装置側風路４は、取付部１ａに取り付けられた状態のランプユニット２に対して、下面カバー１８を介して主反射鏡１２の反対側に配設される。これにより、装置側風路４は、主反射鏡１２の元となる回転曲面が切断された部分に配置されることとなる。装置側風路４には、主反射鏡１２と透過カバー１４と下面カバー１８とに囲まれた内部空間と、装置側風路４との間の通過口２０を介した空気の通過を可能にする連通口４ｃが形成されている。連通口４ｃには、通過口２０を貫通する貫通部（案内風路）４ａが形成されている。貫通部４ａも、内部に空気を通過可能とされている。貫通部４ａには、ユニット側風路２１のユニット側空気出入口２１ａに向けた空気の噴出を可能とする装置側空気出入口４ｂが形成されている。ランプユニット２の通過口２０に対する貫通部４ａの貫通方向は、図１の矢印Ｐに示す方向となっている。ランプユニット２の着脱方向と、貫通部４ａの貫通方向が一致するので、ランプユニット２の着脱に貫通部４ａが邪魔にならない。また、通過口２０に貫通部４ａを貫通させてランプユニット２を取り付けることができるので、ランプユニット２の位置決めが容易になる。装置側風路４は、主反射鏡１２の元となる回転曲面が切断されて削除された部分に配置されるので、空いたスペースを有効に活用して、プロジェクター１本体の小型化に寄与することができる。

送風ファン６は、装置側風路４に接続されて、装置側風路４の内部に空気を送り込む。ここで、送風ファン６から送り込まれた空気の流れを説明する。送風機６から送り込まれた空気は、装置側風路４を通過して、貫通部４ａに流入する。なお、空気は、貫通部４ａに流入することで、ランプユニット２の通過口２０を通過したことにもなる。貫通部４ａに流入した空気は、貫通部４ａに案内されて、装置側空気出入口４ｂからユニット側空気出入口２１ａに向けて噴出される。なお、空気は、貫通部４ａに案内されることで、ユニット側風路２１に案内されたことにもなる。ユニット側空気出入口２１ａに向けて噴出された空気は、ユニット側空気噴出口２１ａから噴出し、発光管１１の発光部１５に吹き付けられる。

送風ファン６から送り込まれた空気は、発光部１５に直接吹き付けられるので、発光部１５近傍の空気を確実に流動させることができる。これにより、発光管１１を十分に冷却することができる。また、ユニット側風路２１は、下面カバー１８に形成され、通過口２０から発光部１５の近傍に向けて延びているので、発光部１５から射出された光がランプユニット２の外部に放出される妨げになりにくい。図４からも分かるように、発光部１５からユニット側風路２１に向けて射出された光は、ユニット側風路２１に到達する前に、副反射鏡１３によって反射される。副反射鏡１３で反射された光は、さらに主反射鏡１２で反射されて前側に進行されるので、ユニット側風路２１に妨げられずに、ランプユニット２外に放出される。

次に光学エンジン８について説明する。凹レンズ７８は、ランプユニット２から射出した光を平行化させる。第１インテグレーターレンズ６１及び第２インテグレーターレンズ６２は、アレイ状に配列された複数のレンズ素子を有する。第１インテグレーターレンズ６１は、凹レンズ７８からの光束を複数に分割する。第１インテグレーターレンズ６１の各レンズ素子は、凹レンズ７８からの光束を第２インテグレーターレンズ６２のレンズ素子近傍にて集光させる。第２インテグレーターレンズ６２のレンズ素子は、第１インテグレーターレンズ６１のレンズ素子の像を空間光変調装置上に形成する。

２つのインテグレーターレンズ６１、６２を経た光は、偏光変換素子６３にて特定の振動方向の直線偏光に変換される。重畳レンズ６４は、第１インテグレーターレンズ６１の各レンズ素子の像を空間光変調装置上で重畳させる。第１インテグレーターレンズ６１、第２インテグレーターレンズ６２及び重畳レンズ６４は、ランプユニット２からの光の強度分布を空間光変調装置上にて均一化させる。重畳レンズ６４からの光は、第１ダイクロイックミラー６５に入射する。第１ダイクロイックミラー６５は、Ｒ光を反射し、Ｇ光及びＢ光を透過させる。第１ダイクロイックミラー６５へ入射したＲ光は、第１ダイクロイックミラー６５、反射ミラー６６でそれぞれ光路が折り曲げられ、Ｒ光用フィールドレンズ６７Ｒへ入射する。Ｒ光用フィールドレンズ６７Ｒは、反射ミラー６６からのＲ光を平行化し、Ｒ光用空間光変調装置６８Ｒへ入射させる。

Ｒ光用空間光変調装置６８Ｒは、Ｒ光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置であって、透過型液晶表示装置である。Ｒ光用空間光変調装置６８Ｒに設けられた不図示の液晶パネルは、２つの透明基板の間に、光を画像信号に応じて変調するための液晶層を封入している。Ｒ光用空間光変調装置６８Ｒで変調されたＲ光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム６９へ入射する。

第１ダイクロイックミラー６５を透過したＧ光及びＢ光は、第２ダイクロイックミラー７０へ入射する。第２ダイクロイックミラー７０は、Ｇ光を反射し、Ｂ光を透過させる。第２ダイクロイックミラー７０へ入射したＧ光は、第２ダイクロイックミラー７０で光路が折り曲げられ、Ｇ光用フィールドレンズ６７Ｇへ入射する。Ｇ光用フィールドレンズ６７Ｇは、第２ダイクロイックミラー７０からのＧ光を平行化し、Ｇ光用空間光変調装置６８Ｇへ入射させる。Ｇ光用空間光変調装置６８Ｇは、Ｇ光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置であって、透過型液晶表示装置である。Ｇ光用空間光変調装置６８Ｇで変調されたＧ光は、クロスダイクロイックプリズム６９のうちＲ光が入射する面とは異なる面へ入射する。

第２ダイクロイックミラー７０を透過したＢ光は、リレーレンズ７１を透過した後、反射ミラー７２での反射により光路が折り曲げられる。反射ミラー７２からのＢ光は、さらにリレーレンズ７３を透過した後、反射ミラー７４での反射により光路が折り曲げられ、Ｂ光用フィールドレンズ６７Ｂへ入射する。Ｒ光の光路及びＧ光の光路よりもＢ光の光路が長いことから、空間光変調装置における照明倍率を他の色光と等しくするために、Ｂ光の光路には、リレーレンズ７１、７３を用いるリレー光学系が採用されている。

Ｂ光用フィールドレンズ６７Ｂは、反射ミラー７４からのＢ光を平行化し、Ｂ光用空間光変調装置６８Ｂへ入射させる。Ｂ光用空間光変調装置６８Ｂは、Ｂ光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置であって、透過型液晶表示装置である。Ｂ光用空間光変調装置６８Ｂで変調されたＢ光は、クロスダイクロイックプリズム６９のうちＲ光が入射する面、Ｇ光が入射する面とは異なる面へ入射する。

クロスダイクロイックプリズム６９は、互いに略直交する２つのダイクロイック膜７５、７６を有する。第１ダイクロイック膜７５は、Ｒ光を反射し、Ｇ光及びＢ光を透過させる。第２ダイクロイック膜７６は、Ｂ光を反射し、Ｒ光及びＧ光を透過させる。クロスダイクロイックプリズム６９は、それぞれ異なる方向から入射したＲ光、Ｇ光及びＢ光を合成し、投写レンズ７７の方向へ射出する。投写レンズ７７は、クロスダイクロイックプリズム６９で合成された光をスクリーンの方向へ投写する。

プロジェクター１は、上記のランプユニット２を用いることで、発光管１１の十分な冷却を可能とし、発光管１１の劣化を低減できる。これにより、高い信頼性のプロジェクター１を得られるという効果を奏する。

プロジェクター１は、空間光変調装置として透過型液晶表示装置を用いる場合に限られない。空間光変調装置としては、反射型液晶表示装置（Liquid Crystal On Silicon；ＬＣＯＳ）、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）、ＧＬＶ（Grating Light Valve）等を用いても良い。プロジェクター１は、色光ごとに空間光変調装置を備える構成に限られない。プロジェクター１は、一の空間光変調装置により２つ又は３つ以上の色光を変調する構成としても良い。プロジェクター１は、空間光変調装置を用いる場合に限られない。プロジェクター１は、画像情報を持たせたスライドを用いるスライドプロジェクタであっても良い。プロジェクター１は、スクリーンの一方の面に光を供給し、スクリーンの他方の面から射出される光を観察することで画像を鑑賞する、いわゆるリアプロジェクタであっても良い。本発明に係るランプユニットは、プロジェクター１に用いるものに限られない。ランプユニットは、例えば、懐中電灯等の照明機器や、自動車のヘッドライト等に適用しても良い。

また、ユニット側空気出入口２１ａ、装置側空気出入口４ｂは、発光管１１の発光部１５に空気を吹き付けることができる位置に形成されているが、副反射鏡１３に空気を吹き付けることができる位置に形成されていてもよい。副反射鏡１３に空気が吹き付けられて冷却されることで、対流や輻射により発光部１５を冷却することができ、発光管１１の劣化を低減することが可能となる。また、送風ファン６が空気を送り込む方向を逆方向とすることで、ユニット側空気出入口２１ａから空気を吸い込むように構成してもよい。この場合も、発光部１５近傍の空気がユニット側空気出入口２１ａから吸い込まれることで、発光部１５近傍の空気を流動させて、発光部１５を十分に冷却させることができる。また、ユニット側空気出入口２１ａから噴出された空気のランプユニット２外への排出を円滑にするために、下面カバー１８をメッシュ構造としてもよい。

図５は、本実施例１の変形例１に係るランプユニット２の分解斜視図である。図６は本変形例１に係るランプユニット２および装置側風路４を前側から見た正面断面図である。上述した構成と同様の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

本変形例１では、通過口２０として第１通過口２２と第２通過口２４とが、下面カバー１８に形成されている。また、ユニット側風路２１として第１ユニット側風路（第１案内風路）２３と第２ユニット側風路（第２案内風路）２５の２つの風路が、下面カバー１８に形成されている。第１ユニット側風路２３と第２ユニット側風路２５のそれぞれに、ユニット側空気出入口２３ａ，２５ａが形成されている。ユニット側空気出入口２３ａとユニット側空気出入口２５ａとは、発光部１５を挟んで互いに対向し、第２の方向に直交する向きで、空気を発光部１５に吹き付けるように形成されている。

また、本変形例１では、装置側風路４として、第１装置側風路２７と第２装置側風路２９とがプロジェクター１内に配設されている。第１装置側風路２７および第２装置側風路２９には、主反射鏡１２と透過カバー１４と下面カバー１８とに囲まれた内部空間と、装置側風路２７，２９との間の通過口２２，２４を介した空気の通過を可能にする第１連通口２７ｃと第２連通口２９ｃとが形成されている。第１連通口２７ｃおよび第２連通口２９ｃには、それぞれ貫通部（第１案内風路、第２案内風路）２７ａ，２９ａが形成されている。ランプユニット２が取付部１ａに取り付けられると、貫通部２７ａが第１通過口２２に貫通し、貫通部２９ａが第２通過口２４に貫通する。

第１装置側風路２７と第２装置側風路２９とには、図示しない送風ファンから空気が送り込まれる。したがって、図６に示すように発光部１５を挟むユニット側空気出入口２３ａ，２５ａの両方から空気が噴出される。発光部１５には両側から空気が吹き付けられることで、発光部１５の周囲に乱流が発生し、境界層が破壊される。これにより、発光部１５の冷却効率を高めることができる。

なお、第１装置側風路２７と第２装置側風路２９とは、別々に構成されている場合に限られず、１本にまとめられた風路として構成され、１本にまとめられた風路に２つの貫通部が形成されて構成されてもよい。

図７は、本実施例１の変形例２に係るランプユニット２および装置側風路４を前側から見た正面断面図である。本変形例２に係るランプユニットは、変形例１で説明したランプユニット２と同様の構成となる。

本変形例２では、第１装置側風路２７に接続された送風ファン（図示せず。）から第１装置側風路２７の内部に空気が送り込まれる。一方、第２装置側風路２９に接続された送風ファン（図示せず。）は、第２装置側風路２９の内部から空気を吸い込む。図５に示すようにユニット側空気出入口２３ａから噴出された空気は、発光部１５の周囲を通ってユニット側空気出入口２５ａに吸い込まれる。これにより、発光部１５の近傍での空気の流動が円滑になり、発光部１５の周囲を通過する空気の速度が速くなるので、発光部１５の冷却効率をより一層高めることができる。

図８は、本実施例１の変形例３に係るランプユニット２を上側から見た平面断面図である。図９は、本変形例３に係るランプユニット２が備える透過カバー１４を前側から見た正面図である。上述した構成と同様の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

本変形例３では、透過カバー１４に通過口２０およびユニット側風路（案内風路）１４ａが形成されている。これにより、装置側風路に設けられる貫通部は、ランプユニット２の前側から通過口２０を貫通可能となる。したがって、ランプユニット２の着脱方向が前後方向となるプロジェクターに対しても、本発明を適用し、発光部１５に近傍の空気を流動させて、発光部１５を十分に冷却することができるようになる。

図１０は、本発明の実施例２に係るプロジェクターが備える装置側風路およびランプユニットを前側から見た正面断面図である。実施例１と同様の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。本実施例２では、装置側風路１０４に連通口１０４ａが形成されているが、貫通部は形成されていない。連通口１０４ａの周囲を囲むようにシール材１０５が配置されている。シール材１０５にはゴム等の弾性材料が用いられ、ランプユニット２の下面カバー１８と装置側風路１０４を密着させる。これにより、装置側風路１０４の内部に送り込まれた空気が、装置側風路１０４と下面カバー１８との間から漏れずに、ユニット側風路２１の内部を案内されて発光部１５に吹き付けられる。なお、シール材１０５は、下面カバー１８側に設けられていてもよい。

このように、装置側風路１０４に貫通部が形成されていないので、貫通部の貫通を利用した位置決めは行えなくなるものの、装置側風路１０４の構造を簡素化することができる。また、ランプユニット２の取付時に、ランプユニット２と貫通部が衝突して貫通部が破損してしまうという問題も生じない。なお、ユニット側空気出入口２１ａから空気を吸い込むように構成してもよい。

図１１は、本発明の実施例３に係るプロジェクターが備える装置側風路およびランプユニットを前側から見た正面断面図である。実施例１と同様の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。本実施例３では、下面カバー１０８に通過口２０が形成されているが、ユニット側風路は形成されていない。ランプユニット２が取り付けられた状態において、装置側風路４に形成された貫通部４ａは通過口２０を貫通する。これにより、貫通部４ａに形成された装置側空気出入口４ｂが発光部１５の近傍に位置する。装置側風路４の内部に送り込まれた空気は、貫通部４ａの内部を運搬され、装置側空気出入口４ｂから噴出して発光部１５に直接吹き付けられる。

このように、下面カバー１０８にユニット側風路が形成されていないので、ランプユニット２の構造を簡素化することができる。また、装置側風路４の貫通部４ａを通過口２０に貫通させることで、ランプユニット２の取付時の位置決めを容易とすることができる。なお、装置側空気出入口４ｂから空気を吸い込むように構成してもよい。

以上のように、本発明に係るランプユニットは、プロジェクターに用いる場合に適している。

本発明の実施例１に係るプロジェクターの概略構成を示す図。 ランプユニットの概略構成を示す外観斜視図。 ランプユニットの分解斜視図。 ランプユニットおよび装置側風路を前側から観た正面断面図。 本実施例１の変形例１に係るランプユニットの分解斜視図。 変形例１に係るランプユニットおよび装置側風路を前側から見た正面断面図。 変形例２に係るランプユニットおよび装置側風路を前側から見た正面断面図。 変形例３に係るランプユニットを上側から見た平面断面図。 変形例３に係るランプユニットが備える透過カバーを前側から見た正面図。 本発明の実施例２に係るプロジェクターが備える装置側風路およびランプユニットを前側から見た正面断面図。 本発明の実施例３に係るプロジェクターが備える装置側風路およびランプユニットを前側から見た正面断面図。

１ プロジェクター、２ ランプユニット、４ 装置側風路、４ａ 貫通部、４ｂ 装置側空気出入口、４ｃ 連通口、６ 送風ファン、８ 光学エンジン、１１ 発光管、１２ 主反射鏡、１２ａ 第１開口、１２ｂ 第２開口、１３ 副反射鏡、１４ 透過カバー（カバー部）、１４ａ ユニット側風路、１５ 発光部、１６ 第１封止部、１７ 第２封止部、１８ 下面カバー（カバー部）、２０ 通過口、２１ ユニット側風路、２１ａ ユニット側空気出入口（空気出入口）、２２ 第１通過口、２３ 第１ユニット側風路、２４ 第２通過口、２５ 第２ユニット側風路、２７ 第１装置側風路、２７ａ 貫通部、２７ｃ 第１連通口、２９ 第２装置側風路、２９ａ 貫通部、２９ｃ 第２連通口、１０４ 装置側風路、１０４ａ 連通口、１０５ シール材、１０８ 下面カバー

Claims (15)

1. 光を射出する発光部を備える発光管と、
   前記発光管の周囲を囲むように設けられ、前記発光部から射出した光を反射させて第１の方向へ進行させるとともに、前記第１の方向側に第１開口が形成され、前記第１の方向と略直交する第２の方向側に第２開口が形成された主反射鏡と、
   前記第１開口および前記第２開口の少なくとも一方を塞ぐカバー部と、を有し、
   前記カバー部には、空気を通過させる通過口が形成され、
   前記通過口を通過する空気が、前記発光部の近傍と前記通過口との間を案内されることで、前記発光部の近傍の空気が流動されることを特徴とするランプユニット。
2. 前記発光部の周囲の一部を前記第２の方向側から覆い、前記発光部から射出した光を前記発光部へ向けて反射させる副反射鏡をさらに有することを特徴とする請求項１に記載のランプユニット。
3. 前記主反射鏡は、中心軸を中心として所定の曲線を回転させることにより得られる回転曲面を、前記第２の方向と略垂直な平面で切断することにより得られる曲面と略同じ形状をなし、
   前記平面による前記曲面の切断位置は、前記中心軸を含む位置、または、前記中心軸よりも第２の方向側となる位置であり、
   前記切断による切断面が前記第２開口となることを特徴とする請求項１または２に記載のランプユニット。
4. 前記カバー部には、前記発光部の近傍と前記通過口との間で空気を案内するユニット側風路が形成され、
   前記ユニット側風路には、前記発光部の近傍で空気の噴出または吸込を行う空気出入口が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のランプユニット。
5. 前記空気出入口は、前記第２の方向と直交する向きに形成されていることを特徴とする請求項４に記載のランプユニット。
6. 前記通過口は、第１通過口と第２通過口とを有して構成され、
   前記ユニット側風路は、前記発光部の近傍と前記第１通過口との間で空気を案内する第１ユニット側風路と、前記発光部の近傍と前記第２通過口との間で空気を案内する第２ユニット側風路とを有して構成され、
   前記第１ユニット側風路に形成された空気出入口と前記第２ユニット側風路に形成された空気出入口とは、前記発光部を挟んで対向し、
   前記第１ユニット側風路に形成された空気出入口から空気が噴出され、
   前記第２ユニット側風路に形成された空気出入口から空気が吸込まれることを特徴とする請求項４または５に記載のランプユニット。
7. 前記通過口は、第１通過口と第２通過口とを有して構成され、
   前記ユニット側風路は、前記発光部の近傍と前記第１通過口との間で空気を案内する第１ユニット側風路と、前記発光部の近傍と前記第２通過口との間で空気を案内する第２ユニット側風路とを有して構成され、
   前記第１ユニット側風路に形成された空気出入口と前記第２ユニット側風路に形成された空気出入口とは、前記発光部を挟んで対向し、
   前記第１ユニット側風路および前記第２ユニット側風路に形成された空気出入口から空気が噴出されることを特徴とする請求項４または５に記載のランプユニット。
8. 前記ランプユニットは、プロジェクターに着脱可能とされ、
   前記通過口には、前記プロジェクター側に設けられて発光部の近傍と通過口との間で空気を案内する案内風路が貫通可能であり、
   前記案内風路の貫通方向と、前記ランプユニットの着脱方向とが略一致することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載のランプユニット。
9. 光を射出する発光部を備える発光管と、前記発光管の周囲を囲むように設けられ、前記発光部から射出した光を反射させて第１の方向へ進行させるとともに、前記第１の方向側に第１開口が形成され、前記第１の方向と略直交する第２の方向側に第２開口が形成された主反射鏡と、前記発光部の周囲の一部を前記第２の方向側から覆い、前記発光部から射出した光を前記発光部へ向けて反射させる副反射鏡と、空気を通過させる通過口が形成されて前記第１開口および前記第２開口の少なくとも一方を塞ぐカバー部と、を備えるランプユニットと、
   前記ランプユニットから射出した光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、
   前記カバー部を介した前記主反射鏡の反対側に配設されて内部に空気を通過可能とされた装置側風路と、
   前記発光部の近傍と前記通過口との間で空気を案内し、前記発光部の近傍で空気の噴出または吸込を行う空気出入口が形成された案内風路と、を有することを特徴とするプロジェクター。
10. 前記通過口は、第１通過口と第２通過口とを有して構成され、
    前記案内風路は、前記発光部の近傍と前記第１通過口との間で空気を案内する第１案内風路と、前記発光部の近傍と前記第２通過口との間で空気を案内する第２案内風路とを有して構成され、
    前記第１案内風路に形成された空気出入口と前記第２案内風路に形成された空気出入口とは、前記発光部を挟んで対向し、
    前記第１案内風路に形成された空気出入口から空気が噴出され、
    前記第２案内風路に形成された空気出入口から空気が吸込まれることを特徴とする請求項９に記載のプロジェクター。
11. 前記通過口は、第１通過口と第２通過口とを有して構成され、
    前記案内風路は、前記発光部の近傍と前記第１通過口との間で空気を案内する第１案内風路と、前記発光部の近傍と前記第２通過口との間で空気を案内する第２案内風路とを有して構成され、
    前記第１案内風路に形成された空気出入口と前記第２案内風路に形成された空気出入口とは、前記発光部を挟んで対向し、
    前記第１案内風路および前記第２案内風路に形成された空気出入口から空気が噴出されることを特徴とする請求項９に記載のプロジェクター。
12. 光を射出する発光部を備える発光管と、
    前記発光管の周囲を囲むように設けられ、前記発光部から射出した光を反射させて第１の方向へ進行させるとともに、前記第１の方向側に第１開口が形成され、前記第１の方向と略直交する第２の方向側に第２開口が形成された主反射鏡と、
    前記発光部の周囲の一部を前記第２の方向側から覆い、前記発光部から射出した光を前記発光部へ向けて反射させる副反射鏡と、
    空気を通過させる通過口が形成されて前記第１開口および前記第２開口の少なくとも一方を塞ぐカバー部と、を備えるランプユニットの前記発光部から射出される光を用いて画像を表示させるプロジェクターであって、
    前記ランプユニットから射出した光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、
    前記カバー部を介した前記主反射鏡の反対側に配設されて内部に空気を通過可能とされた装置側風路と、
    前記装置側風路に形成され、前記主反射鏡と前記カバー部とに囲まれた内部空間と前記装置側風路との間の前記通過口を介した空気の通過を可能とする連通口と、を有し、
    前記連通口を通過する空気が、前記発光部の近傍と前記通過口との間を案内されることで、前記発光部の近傍の空気が流動されることを特徴とするプロジェクター。
13. 前記連通口に形成されて前記通過口を貫通し、前記発光部の近傍と前記通過口との間で空気を案内する案内風路をさらに有し、
    前記案内風路には、前記発光部の近傍で空気の噴出または吸込を行う空気出入口が形成されていることを特徴とする請求項１２に記載のプロジェクター。
14. 前記通過口は、第１通過口と第２通過口とを有して構成され、
    前記連通口は、第１連通口と第２連通口とを有して構成され、
    前記案内風路は、前記第１連通口に形成されて前記発光部の近傍と前記第１通過口との間で空気を案内する第１案内風路と、前記第２連通口に形成されて前記発光部の近傍と前記第２通過口との間で空気を案内する第２案内風路とを有して構成され、
    前記第１案内風路に形成された空気出入口と前記第２案内風路に形成された空気出入口とは、前記発光部を挟んで対向し、
    前記第１案内風路に形成された空気出入口から空気が噴出され、
    前記第２案内風路に形成された空気出入口から空気が吸込まれることを特徴とする請求項１３に記載のプロジェクター。
15. 前記通過口は、第１通過口と第２通過口とを有して構成され、
    前記連通口は、第１連通口と第２連通口とを有して構成され、
    前記案内風路は、前記第１連通口に形成されて前記発光部の近傍と前記第１通過口との間で空気を案内する第１案内風路と、前記第２連通口に形成されて前記発光部の近傍と前記第２通過口との間で空気を案内する第２案内風路とを有して構成され、
    前記第１案内風路に形成された空気出入口と前記第２案内風路に形成された空気出入口とは、前記発光部を挟んで対向し、
    前記第１案内風路および前記第２案内風路に形成された空気出入口から空気が噴出されることを特徴とする請求項１３に記載のプロジェクター。

Images